If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Zayıf Asit Baz Dengesi

Zayıf asit ve baz iyonlaşma tepkimeleri ve ilişkili denge sabitlerini, Ka ve Kb'yi, Ka ve Kb'yi pH ile ilişkilendirmeyi ve yüzdelik ayrışmayı hesaplamayı öğrenelim. 

Önemli noktalar:

  • Genel monoprotik zayıf bir asit HA ile eşlenik baz A için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
Ka=[H3O+][A][HA]
  • Asit ayrışma (iyonizasyon) sabiti Ka zayıf bir asidin ne kadar ayrıştığını belirler. Ka değerinin büyük olması, asidin kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).
  • Genel zayıf bir baz B ile eşlenik asit BH+ için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
Kb=[BH+][OH][B]
  • Baz ayrışma sabiti (ya da baz iyonizasyon sabiti) Kb zayıf bir bazın ne kadar iyonlaşacağını belirler. Kb değerinin büyük olması, bazın kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).

Kuvvetli ve zayıf asit-bazlar

Kuvvetli asitler ve bazlar, çözeltilerde tamamen çözünüp (ayrışıp) iyon oluşturan türlerdir. Karşıt olarak zayıf asit ve bazlar kısmen iyonlaşırlar ve iyonlaşma tepkimeleri tersinirdir. Bu yüzden, zayıf asit ve baz çözeltileri, dinamik dengede birden çok yüklü ve yüksüz tür barındırır.
Bu makalede, asit ve baz ayrışma tepkimelerinden ve bunlara bağlı denge sabitleri olan, Ka (asit ayrışma sabiti) ve Kb'yi (baz ayrışma sabiti) ele alacağız.

Alıştırma: Asit kuvvetiyle pH'ı karşılaştıralım

Problem 1: Aynı konsantrasyona sahip zayıf ve kuvvetli asitler

Elimizde, biri 2,0M hidroflorik asit (HF(aq)), diğeri de 2,0M hidrobromik asit (HBr(aq)) olan iki sulu çözelti var. Çözeltilerin hangisinin pH'ı daha düşüktür?
1 cevap seçin:

Problem 2: Farklı konsantrasyonlara sahip zayıf ve kuvvetli asitler

Bu defa, elimizde 2,0M hidroflorik asit (HF(aq)) ve ve 1,0M hidrobromik asit (HBr(aq)) çözeltilerimiz var. Çözeltilerin hangisinin pH'ı daha düşüktür?
Hidroflorik asitin ayrışma tepkimesinin denge sabitini bilmediğimizi varsayalım.
1 cevap seçin:

Zayıf asitler ve ayrışma sabiti Ka

Zayıf asitler, çözeltilerde tamamen çözünmeyen asitlerdir. Başka bir deyişle kuvvetli olmayan herhangi bir asit, zayıf bir asittir.
Zayıf asidin kuvveti, ne kadar çözündüğüne (ayrıştığına) bağlıdır; başka bir deyişle, daha çok ayrışan asitler, daha kuvvetli asitlerdir. Zayıf asitlerin göreli kuvvetlerini ölçmek için, asit ayrışma tepkimelerinin denge sabiti olan asit ayrışma sabitine Ka bakarız.
Genel monoprotik zayıf bir asit HA için su içinde ayrışma tepkimesi aşağıdaki gibi yazılabilir:
HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)
Bu tepkimeye göre, Ka denge sabiti ifademizi aşağıdaki gibi yazabiliriz:
Ka=[H3O+][A][HA]
Denge ifadesi, ürünlerin tepkimeye girenlere oranıdır. HA çözünerek, daha fazla H+ ve eşlenik baz A elde etmemizi sağladığında daha kuvvetli kabul edilir ve Ka değeri artar. pH, [H3O+] ile bağlantılı olduğundan, çözeltinin pH'ı, Ka ve asit konsantrasyonun bir fonksiyonu olur: bu da, asit konsantrasyonu ve/veya Ka arttıkça pH'ın düşeceği anlamına gelir.

Yaygın zayıf asitler

Elma asidi, C4H6O5, elmalarda bulunan organik bir asittir. Görsel, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3,0.
Karboksilik asitler, organik zayıf asitler arasında yaygın görülen bir fonksiyonel gruptur, formülleri de COOH'dir. Malik asit (C4H6O5), iki karboksil asit grubu içeren bir organik asittir, elma ve başka meyvelerin ekşi tadının kaynağıdır. Molekülde iki karboksil asit grubu olduğu için malik asit iki protona kadar proton verebilir.
Aşağıdaki tablo zayıf asitler ve Ka değerleri için farklı örnekler içerir:
İsimFormülKa(25C)
AmonyumNH4+5,6×1010
Kloröz asitHClO21,2×102
Hidroflorik asitHF7,2×104
Asetik asitCH3COOH1,8×105
Kavram kontrolü: Yukarıdaki tabloya göre, asetik asit mi yoksa hidroflorik asit mi daha kuvvetli bir asittir?

1. Örnek: Zayıf bir asidin çözünme yüzdesini hesaplayalım

Zayıf bir asidin, çözeltide ne kadarının çözündüğünü ölçmenin bir yolu çözünme yüzdesini hesaplamaktır. Zayıf asitlerin çözünme yüzdesi HA aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
çözünme %=[A(aq)][HA(aq)]×%100
Nitröz asidin (HNO2), 25C'de Ka değeri 4.0×104 ise, nitröz asidin 0.400 M çözeltideki çözünme yüzdesi nedir?
Bu örneği adım adım çözelim!

1. Adım: Asidin dengelenmiş çözünme tepkimesini yazalım

İlk olarak HNO2'in sudaki dengeli çözünme tepkimesini yazalım. Nitröz asit, NO2(aq) oluşturmak için suya bir proton verebilir:
HNO2(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+NO2(aq)

2. Adım: Ka için bir ifade yazalım

1. Adım'daki denklemi kullanarak nitröz asidin Ka ifadesini yazabiliriz:
Ka=[H3O+][NO2][HNO2]=4,0×104

3. Adım: Dengede [H+] ve [NO2]'yi bulalım

Sonrasında Ka ifademizde, BDD tablosu kullanarak denge konsantrasyonları için cebirsel ifadeler belirleyebiliriz:
HNO2(aq)H3O+NO2
Başlangıç0,400M00
Değişimx+x+x
Denge0,400Mxxx
Denge konsantrasyonlarını Ka ifademize koyduğumuzda, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
Ka=(x)(x)(0,400Mx)=4,0×104
Bu ifadeyi sadeleştirdiğimizde, aşağıdaki denklemi elde ederiz.
x20,400Mx=4,0×104
x'in bu denklemdeki değerini bulmak için ikinci dereceden denklem formülü ya da tahmin metodu kullanılabilir.
İki yöntem de x=0,0126 M sonucunu verecektir. Buna göre, [NO2]=[H3O+]=0,0126 M.

4. Adım: Çözünme yüzdesini hesaplayalım

Çözünme yüzdesini hesaplamak için 3. Adımda kullandığımız denge konsantrasyonları kullanabiliriz:
çözünme %=[NO2][HNO2]=0,0126 M0,400 M×%100=%3.2
Buna göre, çözeltideki HNO2'nin %3,2'si H+ ve NO2 iyonlarına çözünmüştür.

Zayıf bazlar ve Kb

Şimdi de, baz iyonlaşma sabiti olarak adlandırılan baz ayrışma sabitini (Kb) inceleyelim. Genel zayıf bir bazın (B), sudaki iyonlaşma tepkimesi ile başlayalım. Bu tepkimede baz, hidroksit ve eşlenik asit (BH+) oluşturmak için sudan bir proton alır:
B(aq)+H2O(l)BH+(aq)+OH(aq)
Denge sabiti (Kb) ifadesini aşağıdaki gibi yazabiliriz:
Kb=[BH+][OH][B]
Bu orandan görebildiğimiz gibi baz, BH+ oluşturmak için iyonlaşır. Baz ne kadar kuvvetli ise, Kb değeri de o kadar büyük olur. Çözeltinin pH'ı hem Kb değerinin hem de baz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olur.

Örnek 2: Zayıf bir baz çözeltisinin pH'ını hesaplayalım

1,50 M amonyak çözeltisinin (NH3), pH'ı nedir? (Kb=1,8×105)
Bu örnek, aslında fazladan bir adım ([OH]'ten pH bulma) içeren bir denge problemi. Hesaplamalar üzerinden adım adım ilerleyelim.

1. Adım: Dengelenmiş iyonlaşma tepkimesini yazalım

İlk olarak, amonyağın iyonlaşma tepkimesini yazalım. Amonyak, sudan bir proton alarak amonyum (NH4+) oluşturur:
NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH(aq)

2. Adım: Kb için bir ifade yazalım

Bu dengelenmiş denklemden, Kb için bir ifade elde edebiliriz:
Kb=[NH4+][OH][NH3]=1,8×105

3. Adım: Dengedeki [NH4+] ve [OH] değerlerini bulalım

Denge konsantrasyonlarını belirlemek için bir BDD tablosu kullanıyoruz:
NH3(aq)NH4+OH
Başlangıç1,50M00
Değişimx+x+x
Denge1,50Mxxx
Denge değerlerini Kb ifademize koyduğumuzda, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
Kb=(x)(x)1,50Mx=1,8×105
Sadeleştirdiğimizde, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
x21,50Mx=1,8×105
Bu, ikinci dereceden denklem formülü veya tahmin metodu kullanılarak çözülebilecek ikinci dereceden bir denklemdir. İki metodla da aynı sonucu elde ederiz.
x=[OH]=5,2×103 M

4. Adım: [OH]'değerinden pH'ı bulalım

Artık hidroksitin konsantrasyonunu bildiğimize göre pOH'ı hesaplayabiliriz:
pOH=log[OH]=log(5,2×103)=2,28
25C'de, pH+pOH=14 olduğunu hatırlayın. Bu denklemi yeniden düzenlediğimizde, aşağıdaki eşitliği elde ederiz:
pH=14pOH
pOH değerini denkleme koyduğumuzda aşağıdakini sonucu elde ederiz:
pH=14,00(2,28)=11,72
Buna göre, çözeltinin pH'ı 11,72'dir.

Yaygın zayıf bazlar

Solda, piridinin yapısı. Sağda, genel bir amin yapısı: R1, R2 ve R3'e tek bağlı nötr azot atomu.
Piridin (sol) döngüsel azot barındıran bir bileşiktir. Aminler (sağ) hidrojen veya karbona üç tek bağı olan, nötr azot atomları içeren organik bileşiklerdir. İki molekül de zayıf baz olarak davranırlar.
Sabunlardan ev temizleyicilerine, zayıf bazlar hayatımızın her alanında karşımıza çıkarlar. Aminler, başka üç atoma (genelde karbon veya hidrojen) bağı olan nötr azot, organik zayıf bazlar arasında yaygın fonksiyonel bir gruptur.
Aminler baz olarak davranırlar çünkü azotun yalın elektron çiftleri, bir H+ alabilir. Amonyak (NH3) amin baza verilebilecek bir örnektir. Pridin (C5H5N) azot içeren başka bir baz örneğidir.

Özet

  • Genel monoprotik zayıf bir asit HA ile eşlenik baz A için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
Ka=[H3O+][A][HA]
  • Asit ayrışma (iyonizasyon) sabiti Ka zayıf bir asidin ne kadar ayrıştığını belirler. Ka değerinin büyük olması, asidin kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).
  • Genel zayıf bir baz B ile eşlenik asit BH+ için denge sabiti aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
Kb=[BH+][OH][B]
  • Baz ayrışma sabiti (ya da baz iyonizasyon sabiti) Kb zayıf bir bazın ne kadar iyonlaşacağını belirler. Kb değerinin büyük olması, bazın kuvvetli olduğu anlamına gelir (bunun, tam tersi de doğrudur).

Bunu deneyin!

Problem 1: pH'tan Kb'yi bulalım

1,50 M piridin (C5H5N) çözeltisinin 25C'de pH9,70'tir. Piridinin Kb'si nedir?
1 cevap seçin:

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

  • adursun7894 kullanıcısının avatarı blobby green style
    Örnek: Zayıf bir asidin çözünme yüzdesini hesaplayalım sorusu temelinde (Nitröz asit ile ilgili soru) bir kaç sorum var.
    1. Bulduğunuz çözünme yüzdesi (%3.2), zayıf asitin denge halindeki çözünme yüzdesini mi yoksa spot olarak o anlık durumdaki çözünme yüzdesini mi gösteriyor ?
    2. Çözünme yüzdesi % 5 olan zayıf asit çözünme yüzdesi %3.2 olan zayıf asite göre daha iyi yoksa daha kötü bir tampon mudur.
    3. Neden tamponların pKa değeri pH'a yaklaştıkça daha iyi bir tampon özelliği gösterir?
    4. 3 cü soruya göre tüm tamponlarda pKa değerlerinin üretim aşamasında 7 olması mı istenir.
    Teşekkürler,
    (1 oy)
     kullanıcısının avatarı Default Khan Academy avatar
İngilizce biliyor musunuz? Khan Academy'nin İngilizce sitesinde neler olduğunu görmek için buraya tıklayın.